Método para mantener la relación de la oxima con respecto a la concentración del modificador en equilibrio en circuitos de extracción de disolvente.

Un método para mantener la relación de la oxima con respecto a la concentración del modificador en equilibrio en circuitos de extracción con disolvente,

dichos disolventes consisten esencialmente de

(a) al menos una cetoxima y / o aldoxima;

(b) al menos un modificador del equilibrio; y

(c) al menos un diluyente;

que comprende las siguientes etapas:

(i) tomar una muestra de la fase orgánica de la planta, determinar la carga máxima de cobre y el punto de extracción equilibrado, de la fase orgánica de la planta;

(ii) preparar una solución A de dicho componente (a) en (c) para producir una carga máxima de cobre equivalente a la de la fase orgánica del circuito, dilución de pequeñas porciones de la fase orgánica de la planta con la solución A, determinar el respectivo punto de extracción equilibrado de cada solución diluida y graficar el punto de extracción equilibrado contra el grado de dilución de la fase orgánica del circuito, donde se toma el grado de dilución de la fase orgánica de la planta como 1, para crear una curva de calibración;

(iii) preparar una solución del reactivo fresco en el componente (c) que tiene una carga máxima de cobre (CuML) equivalente a la de la fase orgánica del circuito de la planta y determinar su punto de extracción equilibrado (EqSP1);

(iv) determinar el factor de dilución requerido, D, por extrapolación a partir del gráfico utilizando el punto de extracción equilibrado para la fase orgánica fresca (EqSP1);

(v) calcular el volumen V2 en litros después de la dilución a la que la fase orgánica del circuito debe ser aumentada mediante el uso de la ecuación (1)

(1) V2 ≥ D * V1

en la que V1 representa el volumen de la fase orgánica del circuito en litros;

(vi) añadir un volumen suficiente de la oxima (a) y del diluyente (c) que sea efectivamente equivalente a la adición de un volumen de fase orgánica igual a V2 - V1 que tiene una CuML equivalente a la fase orgánica del circuito;

(viii) repetir las etapas (i) a (vi) según sea necesario.

Método para mantener la relación de la oxima con respecto a la concentración del modificador en equilibrio en circuitos de extracción de disolvente.

Campo de la invención La presente invención pertenece al área de la hidrometalurgia, en particular, a la recuperación de metales a partir de soluciones acuosas derivadas de la lixiviación de menas metalíferas a través de extracción con disolventes y se refiere a un método mejorado para el mantenimiento de las proporciones relativas de los componentes de la formulación de extracción de metal en la fase orgánica durante el tiempo en operación.

Estado del arte En la metalurgia extractiva, las formulaciones de reactivos de extracción con disolventes comprenden típicamente disolventes de extracción de oxima, diluyentes orgánicos, y en algunos casos, modificadores del equilibrio y/o modificadores cinéticos.

Con el fin de operar una planta para la recuperación de un metal tal como cobre de un mineral mediante electrodeposición de metales - extracción con disolventes - lixiviación en condiciones óptimas, se tienen que definir primero las condiciones de lixiviación requeridas para llevar los contenidos de metal de cobre a una disolución acuosa. Dependiendo de la naturaleza y el grado del mineral, la solución de lixiviación resultante contendrá una cierta cantidad por ejemplo de cobre dentro de un cierto intervalo de concentración. También contendrá un cierto intervalo de concentración de reactivo de lixiviación residual, típicamente ácido sulfúrico en el caso del cobre. También contendrá diversos otros metales como por ejemplo hierro, magnesio, y aluminio en forma de sulfato. En la selección del disolvente de extracción óptimo y la concentración del mismo utilizados para la recuperación de los contenidos de cobre de la solución de lixiviación, hay que tener también en cuenta factores tales como las condiciones de extracción que a su vez se determinan por la forma en que se quiere operar la nave de electroobtención, la recuperación deseada de metal a partir de la solución de lixiviación, la configuración del circuito (número de etapas de extracción y etapas de desbrozado disponibles dependiendo de las restricciones de capital del proyecto) , así como la naturaleza de la solución de lixiviación. La selección apropiada del agente de extracción óptimo es importante para asegurar la máxima rentabilidad.

Una vez que el reactivo ha sido seleccionado, se añade al circuito para el llenado inicial y se añade reactivo fresco adicional según sea necesario para mantener la concentración óptima de reactivo con el tiempo. Una cierta cantidad de reactivo se pierde con el tiempo, ya sea por arrastre de la fase orgánica en el refinado acuoso que sale o por degradación química de la oxima por lo que se hace necesaria la adición de reactivo fresco a la fase orgánica para mantener la concentración de reactivo deseada.

Las aldoximas son agentes de extracción fuertes que son difíciles de separar dando como resultado una transferencia neta relativamente pobre de cobre en un circuito en condiciones de operación típicas. Las cetoximas son agentes de extracción débiles que son fácilmente separados dando lugar a una transferencia neta de cobre muy buena en un circuito bajo condiciones típicas de operación. La variación de la cantidad de cetoxima con respecto a la aldoxima en la formulación del reactivo resulta en formulaciones de agentes de extracción que tienen diferentes fuerzas de extracción lo que permite adaptar el rendimiento a una aplicación particular como se describe por ejemplo en la patente de los Estados Unidos No. 4.507.268 y la patente de los Estados Unidos No. 4.544.532. Ejemplos de mezclas no modificadas de cetoxima / aldoxima que tienen una gama de fuerzas de extracción son LIX® 937N, LIX® 984N, y LIX® 973N

Como se señaló anteriormente, un inconveniente de los procesos existentes es la pérdida de reactivo orgánico debido a la hidrólisis catalizada por ácido, especialmente a temperaturas más altas, lo que conduce a la formación de aldehídos o cetonas no deseados y el arrastre de materia orgánica - oximas, modificadores y disolventes - en la fase acuosa que sale del proceso. Aunque las cetoximas son algo más estables que las aldoximas, las diferencias no son grandes y se encuentra que las proporciones relativas de cetoxima con respecto a aldoxima en el circuito orgánico permanecen relativamente cercanas a aquella del reactivo fresco con el tiempo bajo las temperaturas de operación típicas de la planta y las concentraciones de ácido en la solución de alimentación solución y de electrolito. La adición de reactivo nuevo mantiene el equilibrio general de la composición de extracción en el circuito orgánico muy cerca del óptimo.

En el caso de las oximas modificadas, la situación puede ser muy diferente. Como se explicó anteriormente, las aldoximas son agentes de extracción fuertes que son muy difíciles de separar en condiciones de operación típicas, y como resultado no se suelen utilizar por sí mismas. La fuerza de extracción relativa de una aldoxima se puede variar mediante su mezcla con diferentes cantidades de modificadores del equilibrio tal como se describe en la patente de los Estados Unidos No. 4.978.788; la patente de los Estados Unidos No. 5.176.843; la patente de los Estados Unidos No. 5.281.336; la patente de los Estados Unidos No. 6.113.804; la patente de los Estados Unidos No. 6.726.887; la patente de los Estados Unidos No. 6.177.055 y la patente de los Estados Unidos No. 6.231.784. Ejemplos de concentrados de reactivos formulados se pueden encontrar en la patente de los Estados Unidos No.

7.025.899 - todos estos documentos incorporados aquí por referencia. Mediante la variación de la cantidad de aldoxima con respecto al modificador en la fase orgánica, se puede variar la fuerza de extracción de la formulación del reactivo para que coincida con los requisitos de la aplicación particular.

También se pueden desarrollar mezclas modificadas de cetoxima / aldoxima para aplicaciones particulares, como se describe por ejemplo en la patente de los Estados Unidos No. 7.309.474. Dependiendo de la naturaleza del modificador (solubilidad en agua, volatilidad, estabilidad química) , se pueden encontrar problemas con formulaciones de aldoximas modificadas. Durante un período de tiempo en operación, se puede encontrar una pérdida selectiva de un componente de la formulación del reactivo con respecto al otro componente de la fase orgánica del circuito. Simplemente añadiendo el reactivo fresco tal como fue formulado no se puede mantener la composición del reactivo deseado en la fase orgánica del circuito. Esto es especialmente problemático en los casos en que el modificador se pierde a una velocidad mucho más lenta que la oxima debido al hecho de que el modificador es significativamente químicamente más estable, menos volátil, y menos soluble en agua que la oxima lo que resulta en una acumulación del modificador en la fase orgánica del circuito en relación con la concentración requerida de la oxima.

TXIB, un diéster ramificado (la patente de los Estados Unidos No. 4.978.788) y el adipato de di-n-butilo (la patente de los Estados Unidos No. 6.177.055) son actualmente muy utilizados como modificadores del equilibrio. Ellos se caracterizan por no ser solubles en agua, no volátiles y tener una alta estabilidad química en la aplicación en relación con las oximas. Cuando se utiliza uno de estos diésteres como un modificador del equilibrio, se encuentra que después de un período de tiempo, el nivel de modificador ha aumentado en gran medida con relación a la cantidad de aldoxima con el efecto de que la planta está funcionando en forma efectiva con un agente de extracción mucho más débil que el óptimo y una concentración mayor de modificador de la necesaria lo que resulta en un aumento de la viscosidad de la fase orgánica que a su vez aumenta los problemas físicos, tales como el aumento de arrastre de la fase acuosa, aumento de la formación de impurezas, y mayores pérdidas de la fase orgánica. Sería altamente deseable poder ajustar las proporciones de los componentes en el agente de extracción en la fase orgánica del circuito de una forma que traiga la composición del agente de extracción en la fase orgánica de nuevo hasta la formulación óptima inicialmente elegida para la aplicación mientras se mantiene la concentración de reactivo efectiva en el intervalo deseado.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un método para mantener la relación de la oxima con respecto a la concentración del modificador del equilibrio en la fase orgánica del circuito con el tiempo en la misma proporción que en el reactivo fresco especificado para... [Seguir leyendo]

1. Un método para mantener la relación de la oxima con respecto a la concentración del modificador en equilibrio en circuitos de extracción con disolvente, dichos disolventes consisten esencialmente de

(a) al menos una cetoxima y / o aldoxima;

(b) al menos un modificador del equilibrio; y

(c) al menos un diluyente; que comprende las siguientes etapas:

(i) tomar una muestra de la fase orgánica de la planta, determinar la carga máxima de cobre y el punto de extracción equilibrado, de la fase orgánica de la planta;

(ii) preparar una solución A de dicho componente (a) en (c) para producir una carga máxima de cobre equivalente a la de la fase orgánica del circuito, dilución de pequeñas porciones de la fase orgánica de la planta con la solución A, determinar el respectivo punto de extracción equilibrado de cada solución diluida y graficar el punto de extracción equilibrado contra el grado de dilución de la fase orgánica del circuito, donde se toma el grado de dilución de la fase orgánica de la planta como 1, para crear una curva de calibración;

(iii) preparar una solución del reactivo fresco en el componente (c) que tiene una carga máxima de cobre (CuML) equivalente a la de la fase orgánica del circuito de la planta y determinar su punto de extracción equilibrado (EqSP1) ;

(iv) determinar el factor de dilución requerido, D, por extrapolación a partir del gráfico utilizando el punto de extracción equilibrado para la fase orgánica fresca (EqSP1) ;

(v) calcular el volumen V2 en litros después de la dilución a la que la fase orgánica del circuito debe ser aumentada mediante el uso de la ecuación (1)

(1) V2 = D * V1

en la que V1 representa el volumen de la fase orgánica del circuito en litros;

(vi) añadir un volumen suficiente de la oxima (a) y del diluyente (c) que sea efectivamente equivalente a la adición de un volumen de fase orgánica igual a V2 - V1 que tiene una CuML equivalente a la fase orgánica del circuito;

(viii) repetir las etapas (i) a (vi) según sea necesario.

2. Un método para mantener la relación de la oxima con respecto a la concentración del modificador en equilibrio en circuitos de extracción con disolvente, dichos disolventes consisten esencialmente de

(a) al menos una cetoxima y / o aldoxima;

(b) al menos un modificador del equilibrio; y

(c) al menos un diluyente; que comprende las siguientes etapas:

(i) tomar una muestra de la fase orgánica de la planta, determinar las concentraciones de cada uno de los componentes (a) y (b) en la fase orgánica de la planta, la carga máxima de cobre y el punto de extracción equilibrado de la fase orgánica de la planta;

(ii) preparar un conjunto artificial de muestras que comprenden dicho componente (a) en (c) para producir una carga máxima de cobre equivalente a la de la fase orgánica del circuito que contiene diferentes niveles de (b) , determinar el respectivo punto de extracción equilibrado de cada solución y el trazado de una curva de concentración del componente (b) contra el punto de extracción equilibrado con el fin de crear una curva de calibración;

(iii) preparar una solución del reactivo fresco en el componente (c) que tiene una carga máxima de cobre equivalente a la de la fase orgánica del circuito y determinar su punto de extracción equilibrado;

(iv) determinar la concentración deseada del componente (b) , DM, a partir de la curva de calibración utilizando el punto de extracción equilibrado para la fase orgánica fresca;

(v) determinar el factor F por el cual se debe incrementar el volumen de la fase orgánica del circuito para llevar el nivel de componente (b) hasta el nivel deseado mediante el uso de la ecuación (1)

(1) F = PM / DM

en la que PM es el nivel en la planta del modificador y DM es el nivel deseado del modificador;

(vi) calcular del volumen V2 en litros después de la dilución al que se debe incrementar la fase orgánica del circuito mediante el uso de la ecuación (2)

(2) V2 = F * V1

en la que V1 representa el volumen de la fase orgánica del circuito en litros;

(vii) añadir un volumen suficiente de la oxima (a) y de diluyente (c) que sea efectivamente equivalente a la adición de un volumen de fase orgánica igual a V2 - V1 que tiene una CuML equivalente a la fase orgánica del circuito;

(viii) repetir las etapas (i) a (vii) según sea necesario.

3. El método de la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha cetoxima es una ortohidroxiarilcetoxima de fórmula (I)

R1R2C=NOH (I)

donde R1 es un grupo hidrocarbilo opcionalmente sustituido y R2 es un grupo orto-hidroxiarilo opcionalmente sustituido, y sus sales.

4. El método de la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha aldoxima es una ortohidroxiarilaldoxima de fórmula (II)

R3CHNOH (II) donde R3 es un grupo orto-hidroxiarilo opcionalmente sustituido, y sales del mismo.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado porque dicha ortohidroxiarilcetoxima es un.

5. (alquil C8 - C14) -2-hidroxiacetofenona oxima, más a menudo una 5- (alquil C9 - C12) 2-hidroxiacetofenona oxima, y en particular 5-nonil-2-hidroxiacetofenona oxima.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado porque dicha ortohidroxiarilaldoxima es una 5- (alquil C8 - C14) -2-hidroxibenzaldoxima, más a menudo una 5- (alquil C9 - C12) -2hidroxibenzaldoxima, y particularmente 5-nonil-2-hidroxibenzaldoxima.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, caracterizado porque dichos modificadores del equilibrio son más químicamente estables que la oxima, y tienen tanto volatilidad como solubilidad en agua similares a los de la oxima.

8. El método de las reivindicaciones 7, caracterizado porque dichos modificadores del equilibrio se seleccionan del grupo que consiste en alquilfenoles, alcoholes, ésteres, éteres y poliéteres, carbonatos, cetonas, nitrilos, amidas, carbamatos, sulfóxidos y sales de aminas y compuestos de amonio cuaternario.

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizado porque dichos modificadores del equilibrio se seleccionan del grupo que consiste de diisobutirato de 2, 2, 4-trimetil-1, 3-pentanodiol, dibenzoato de 2, 2, 4-trimetil-1, 3-pentanodiol, adipato de dibutilo, adipato de dipentilo, adipato de dihexilo y sus mezclas.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, caracterizado porque dichos modificadores del equilibrio están presentes en una cantidad que proporciona un grado de modificación de las oximas presentes desde aproximadamente 0, 2 hasta 0, 61.

11. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, caracterizado porque dichos diluyentes se

seleccionan entre el grupo que consiste en disolventes de hidrocarburo que incluyen hidrocarburos alifáticos, alicíclicos y aromáticos y mezclas de los mismos.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, caracterizado porque dichos diluyentes que

tienen bajo contenido de compuestos aromáticos incluyen disolventes y mezclas de disolventes en donde la cantidad 5 de hidrocarburos aromáticos presentes en el disolvente orgánico es inferior al 30%.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, caracterizado porque dichos circuitos de extracción contiene dichos reactivos en concentraciones desde 5% v/v hasta 50% v/v.

Figura 1

Esquema de flujo simplificado Figura 2

Punto de extracción de equilibrio contra Factor de Dilución